[01139348]高档加工中心整机早期故障消除关键技术研究

1、项目来源与背景 国外机床行业对消除早期故障的关注是进口机床可靠性高的一个主要原因。随着进口机床对国内市场的冲击,早期故障消除技术也逐渐受到国内机床企业和研究者的重视,但大多集中在机床关键功能部件的研究上,相关关键技术还不成熟,缺乏对机床整机可靠性试验技术和相关数据综合分析技术的研究。因此,研究高档数控机床整机早期故障消除相关关键技术,在出厂前提高机床可靠性,为提高国产机床的市场竞争力提供了有效途径。 本项目来源于甘肃省青年科技基金计划项目（145RJYA307）。 2、主要论点与论据及创新性 围绕国产高档加工中心可靠性差的问题,从提高加工中心使用初期的可靠性入手,以消除早期故障为目的,以可靠性数学和可靠性快速试验技术为研究手段,对早期故障消除关键技术进行研究。主要创新性如下： 1)基于叠加对数线性过程理论,建立多台数控机床最小维修的全寿命周期可靠性评估模型,定量分析了早期故障期与耗损故障期的时间拐点。叠加对数线性过程模型初始时刻故障强度为一有限值而非无穷大,更符合工程实际,算例验证表明,该模型适合描述数控机床全寿命周期故障过程,可以作为数控机床可靠性分析的备选模型之一。 2)建立基于4参数非齐次泊松过程模型的数控机床全寿命周期可靠性模型。该模型是两个独立的非齐次泊松过程的叠加,模型前半部分为强度函数值减小的过程,后半部分为带有渐近边界的强度函数过程,当关于模型参数的三个不等式约束同时满足时,故障强度为边界浴盆形状。该模型可定量求出早期故障期的持续时间,为优化设计可靠性试验,尽可能在机床企业内部排除早期故障提供了一定的理论依据。 3)基于DIC信息准则、BGR诊断原理、蒙特卡洛仿真误差及模型参数和可靠性指标后验估计的区间长度,提出了数控机床贝叶斯可靠性模型的综合评价方法。给出了不同先验下用于Gibbs抽样的幂律过程模型参数的后验分布,并利用马尔科夫链蒙特卡洛法获得了模型参数和可靠性指标的贝叶斯点估计和区间估计。通过2个工程实例进行验证,结果表明,幂律过程模型各项评价指标均优于Weibull分布模型,适用于小样本故障数据数控机床的可靠性评估。 4)综合考虑维修等影响因素的条件下,提出基于三角模糊数TOPSIS法的数控机床危害性分析方法。综合考虑故障的频率、故障对系统的影响、探测度、停机时间、维修的难易程度、维修费用及安全性等影响因素,采用三角模糊数建立语言评价值的集合,将定性问题转化为定量问题,并基于TOPSIS法分析了某机床企业数控机床的危害性。 3、社会经济效益 高校与区域经济密切结合才能解决企业重大工程技术问题,推动企业技术进步。研究应用数控机床早期故障消除技术,提高国产高档数控机床的可靠性水平,将有效降低维修工人的劳动强度,节约维修成本,增加机床用户对国产品的使用信心,大大提高国产高档数控机床的市场占有率,为国家节约大量外汇,社会经济效益显著。 4、历年获奖情况 无。